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變電站電加熱設備工作原理

2020-06-11
【摘要】:
在真空中,電極之間的電弧在接觸線分離之前,施加在接觸上的原始接觸壓力開始減弱,靜態和動態接觸之間的接觸電阻開始增加,由于負載電流的作用,發熱量增加。接觸剛分離的瞬間,靜態和動態接觸僅連接到幾個尖峰,此時負載電流由這些尖峰橋緊密收縮,接觸電阻急劇增加,電流密度劇增,熱量溫度急劇增加,接觸表面金屬蒸發。

變電站電加熱設備,也叫真空滅弧室,工作原理為:

1.真空電弧(金屬蒸汽電弧)力

在真空環境中,氣體非常稀薄,真空度高于1.33x10-2Pa時,氣體分子很少。在1.33x10-2Pa的真空中,每立方厘米空間中包含的氣體分子數只有標準大氣壓環境的1,000萬分之一。即使在如此稀薄的氣體中,真空間隙中存在電子,他們從一個電極飛到另一個電極時,幾乎沒有機會與氣體分子碰撞,造成真空間隙的電擊。

在真空中,電極之間的電弧在接觸線分離之前,施加在接觸上的原始接觸壓力開始減弱,靜態和動態接觸之間的接觸電阻開始增加,由于負載電流的作用,發熱量增加。接觸剛分離的瞬間,靜態和動態接觸僅連接到幾個尖峰,此時負載電流由這些尖峰橋緊密收縮,接觸電阻急劇增加,電流密度劇增,熱量溫度急劇增加,接觸表面金屬蒸發。此外,在較小的接觸距離下,也形成了很高的場強,形成了強的場發射、間隙破壞和真空電弧。一旦形成真空電弧,就會產生電流密度大于104A/cm2的陰極斑點,在陰極表面的局部區域,金屬繼續熔化和蒸發,保持真空電弧。電弧關閉后,電極之間和電極周圍的金屬蒸汽迅速擴散,急劇下降,直到密度為零,接觸之間恢復了高真空絕緣狀態。

 

2.接觸壓力

沒有外力時,移動接觸在大氣壓下對真空斷路器的室內腔產生封閉力,靜態接觸和封閉,這種力稱為自封閉力,其大小主要取決于波紋管的端口直徑。如果自閉力太小,無法保證靜態和動態接觸之間良好的電接觸,則需要施加額外的壓力。外部壓力和自閉力之和稱為接觸壓力。

接觸壓力的作用:

1)確保移動和靜態接觸的良好接觸,并在一定范圍內降低接觸電阻值。

2)滿足額定短路狀態下的動態穩定性要求。接觸壓力必須大于短路狀態下接觸之間的斥力,以便在該狀態下完全封閉靜態和動態接觸,并防止損壞。

3)抑制向肺反彈。接觸關閉后,接觸被緩沖,碰撞的動能轉換為彈性勢能,從而抑制接觸的反彈。

4)提高灌嘴性質。接觸壓力是由于接觸壓力彈簧的壓縮量大,彈性勢能大,對于接觸制動器,接觸觸點可以獲得較大的初始制動器的力,容易拉動熔融焊點,提高制動器初始階段的剛性分拆速度,減少弧點火時間,提高分拆能力。

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